PMX를 이용한 기계 상태 측정

롤링 베어링에 가해지는 힘을 포착하여 사용 기간을 연장

압연기 구성 부품에는 특히 강한 응력이 가해집니다. 예를 들어, 롤러가 축 방향으로 고정되는 과정에서 모든 베어링에 강한 힘이 작용합니다. 이러한 베어링이 너무 일찍 마모될 경우 제품의 품질이 저하되고 큰 비용을 들여 베어링을 교체해야 합니다. 알루미늄 제품 생산업체는 이런 경우를 여러 번 경험했기 때문에 세계 최고의 베어링 기술을 가진 SKF는 HBM의 PMX플랫폼을 사용하여 그 원인을 규명하기로 결정했습니다.

 

SKF는 세계 최고의 베어링 기술을 가진 업체로 다양한 산업 분야에서 이 회사의 제품이 사용되고 있습니다. 예를 들어, 알루미늄 제품 생산업체의 경우 압연기에 흔히 축방향 베어링이라고 부르는 SKF의 실린더형 롤러 베어링을 사용하여 롤러를 고정시킵니다. 이 때 개별 부품에 상당한 힘이 가해집니다. SKF 의 알루미늄 제품 생산업체 관계자인 Rupert Motschenbacher는 "지난 수십 년간 정상적인 수명이 끝나기 훨씬 전에 실린더형 롤러 베어링을 반복적으로 교체해야만 했습니다. 왜냐하면 베어링이 상당히 마모된 것이 눈에 보였기 때문입니다."라고 말합니다. "따라서 고객이 문제의 원인을 규명하려고 하는 일이 당연하다고 생각합니다." 결국 문제는, 베어링을 교체해야 하는 것보다 마모가 되는 것 입니다. 베어링 간극으로 인해 롤러가 약간만 움직여도 제품 품질에 부정적인 영향을 미칩니다.

 

오류 추적

이런 이유로, Motschenbacher는 슈바인푸르트의 SKF 현장에 있는 솔루션 팩토리(Solution Factory)를 통해 이 분야의 내부 전문가에게 도움을 요청하기로 결정했습니다. 프로젝트 책임자인 Uwe Sager는 다음과 같은 행동방침을 설명합니다. "베어링의 과부하를 야기한 힘이 생산 단계의 특정 부분에서만 가해졌는지 아니면 상시적으로 가해졌는지 여부를 파악하려고 했습니다." 베어링에 작용하는 힘은 측정링의 변형 정도를 확인하는 방식으로 측정되었습니다. Sager는 "우리는 자체 센서를 가지고 있지 않았기 때문에 비용 효율적인 외부 솔루션을  찾고 있엇었습니다"라고 말합니다. SKF는 PMX 신호증폭기 플랫폼 이 결합된 HBM의 XY31 3/120 스트레인 게이지를 사용하기로 결정했습니다. Sager는 "HBM의 전문가와 협력하여 테스트 구성을 개발하여 시행했습니다." 라고 말합니다. 여기에는 4개의 스트레인 게이지가 설치된 측정링이 포함됩니다.

장점: PMX시스템과 함께 보정되었기 때문에 12.5mm 너비의 측정링에 사용할 수 있을 정도로 충분히 작습니다. 측정 물체의 기하학적 구조 때문에 발생하는 비선형을 PMX에서 제공하는 계산 기능을 사용하여 보정할 수 있기 때문에 정확도를 크게 향상시킬 수 있습니다. PMX시스템의 통합 웹 서버 덕분에 추가 소프트웨어가 필요하지 않습니다 보정된 측정링이 축방향 베어링과 덮개 사이에 있는 초크에 잘 맞습니다. 수정된 초크가 작업 롤러와 함께 SKF 고객의 현장에 있는 압연기에 설치되면 실제로 발생하는 축방향력을 측정합니다.

PMX 를 사용하여 간섭 없이 데이터 획득

압연기는 여러 생산 과정의 테스트를 거쳤습니다. 두 측정링에서 나온 신호는 PMX를 통해 얻고 0-10V 신호에서 SKF 측정 시스템으로 전송되는 아날로그 출력을 통해서도 얻습니다. Sager는 "PMX에서 얻은 데이터 덕분에 조절된 형태의 신호와 품질을 우리가 직접 처리할 수 있게 되었습니다" 라고 말합니다. 최대 19,200의 샘플링율로 측정한 값과 24비트 레졸루션이 최상의 정확도와 빠른 속도를 보장합니다. 이를 통해 아주 미세한 신호 편차 까지도 얻을 수 있습니다. 게다가 PMX는 캐리어 주파수 기술을 사용함으로써 압연기와 같이 힘든 환경에서도 간섭 없는 데이터 획득이 가능합니다(예: 전자기장의 간선 없음)

생산을 최적화 하는 최적의 방법

결론적으로 SKF는 압연기의 공정 제어 시스템에서 바로 이 축방향력 부하 신호와 측정 데이터를 작동 상태에서 결합(롤러의 압연하중, 시스템 속도 및 구부리는 힘)했을 뿐만 아니라 SKF 센서를 사용하여 측정한 축방향 베어링 시프트 값도 결합했습니다. Säger는, "이러한 값의 병합을 통해 특정 생산 과정에서 발생하는 힘이 다른 힘보다 크며 축방향 베어링의 과부하를 발생시킬 수도 있다는 것을 보여줍니다. 이러한 사실을 바탕으로 앞으로 우리는 과부하를 방지할 수 있는 솔루션에 대해 고객과 함께 협력하고 있으며 따라서 축방향 베어링의 수명을 크게 향상시킵니다라고 말합니다."

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